«La ventaja de la esterilización por VBTF de superficies y dispositivos canulados contaminados con materia orgánica: un estudio in vitro»
Autores:
Nelson Carreras, PhD1; Daniel Antonio Vázquez, PhD2; Alejandro Ramirez, Eng3; Tronje von den Hagen, PhD4.
1Global Product Manager Consumables, 2Matachana Test Center Coordinator, 3Global Product Manager Low Temperature Sterilizers, 4Independent Consultant.
Palabras clave:
VBTF, residuos orgánicos, dispositivos canulados, nivel de aseguramiento de la esterilización
RESUMEN
La esterilización de dispositivos médicos complejos, especialmente aquellos con superficies contaminadas, estructuras huecas y canales estrechos, sigue representando un reto crucial en la prevención de las infecciones y la seguridad del paciente. En este White Paper se evalúa la eficacia del proceso de esterilización con Vapor a Baja Temperatura y Formaldehído (VBTF) en la inactivación de esporas resistentes en superficies metálicas y dispositivos canulados, añadiendo la presencia de residuos orgánicos dentro de los límites permitidos definidos por las normas internacionales.
Para reproducir escenarios de contaminación reales, se utilizó seroalbúmina bovina (BSA), una proteína de referencia ampliamente utilizada debido a su firme adhesión a las superficies de los dispositivos médicos. Adicionalmente, se introdujeron tejidos animales para imitar la contaminación orgánica compleja y evaluar la capacidad de penetrabilidad del VBTF en estructuras biológicas.
Este estudio in vitro demuestra que el VBTF permite lograr un nivel de aseguramiento de la esterilización (SAL) de 10⁻⁶, incluso en condiciones desafiantes en las que otros métodos convencionales, como el Óxido de Etileno (EO) y el Peróxido de Hidrógeno Vaporizado (VHP), a menudo muestran una eficacia reducida. La acción combinada del vapor saturado y el formaldehído garantiza una penetrabilidad profunda en superficies contaminadas y geometrías complejas, logrando la inactivación de los microorganismos en zonas de difícil acceso.
Estos hallazgos ponen de manifiesto la capacidad del VBTF para superar las limitaciones de la limpieza manual y descontaminar de manera eficaz los dispositivos médicos con contaminación orgánica compleja. Este estudio representa la primera fase de una evaluación más extensa del VBTF, que continuará con un segundo estudio (Parte II) centrado en endoscopios contaminados con proteínas en condiciones clínicas simuladas, reforzando así la eficacia del VBTF como una solución avanzada para el reprocesamiento seguro de dispositivos médicos.
INTRODUCCIÓN
Influencia de la contaminación residual en los procesos de esterilización a baja temperatura: límites de residuos permitidos
La contaminación residual en los dispositivos médicos es uno de los principales factores que afectan la eficacia de los procesos de esterilización, especialmente con los métodos de baja temperatura [1-3]. Varias normas internacionales, como la ISO 17665-1 [4] y la ISO 15883-5 [5], establecen los límites permitidos de residuos tras el proceso de limpieza, asegurando que la seguridad del paciente no se vea comprometida. Estos residuos, que pueden incluir proteínas, sangre, minerales u otras materias inorgánicas, plantean un reto importante para la esterilización, ya que pueden actuar como una barrera protectora para los microorganismos, dificultando su inactivación.
Para garantizar una limpieza adecuada hospitalaria, la ISO 15883-5:2021 establece unos límites de alerta y de intervención para varios tipos de residuos orgánicos [5], que se resumen en la Tabla 1.
Normativas como la ISO 15883-5 y la AAMI TIR30 [5, 8], definen los límites de proteínas residuales por unidad de superficie (µg/cm²), mientras que otras organizaciones, como la DGSV [6] y la KRINKO [7], establecen unos límites en función de la cantidad total de proteínas por dispositivos médico reutilizable (µg por dispositivo).
Tabla 1. Límites de residuos permitidos en dispositivos médicos de acuerdo a norma.
| Norma u organización | Límite de proteínas por superficie | Límite total de proteínas en el RMD |
| ISO 15883-5:2021 [5] | ≤6,4 μg/cm² | NA |
| DGSV [6] | NA | ≤100 µg |
| KRINKO [7] | NA | ≤100 µg |
| AAMI TIR30 [8] | ≤3,0 µg/cm² | NA |
RMD – Dispositivo Médico Reutilizable; ISO – Organización Internacional de Normalización; DGSV – Sociedad Alemana de Suministros Estériles; KRINKO – Comisión de Higiene Hospitalaria y Prevención de Infecciones del Instituto Robert Koch; AAMI TIR – Asociación para el Avance de la Instrumentación Médica; NA – No aplicable.
Impacto de la contaminación residual en los procesos de esterilización a baja temperatura
Los métodos de esterilización a baja temperatura, como el EO, el VHP o el plasma de peróxido de hidrógeno (HPP), dependen en gran medida de la eficacia de la limpieza previa. La contaminación residual puede interferir directamente con la capacidad del agente esterilizante para alcanzar y eliminar microorganismos. Estos residuos actúan como una barrera física, impidiendo la adecuada penetración del agente y protegiendo así a los microorganismos frente a su inactivación [1-3].
Las superficies contaminadas con materia orgánica o biopelículas (biofilms) pueden dificultar la difusión del agente esterilizante o alterar la reacción bioquímica que provoca la inactivación de los microorganismos, lo que afecta negativamente a la esterilización de dispositivos médicos complejos, como los endoscopios.
- La esterilización con EO depende en gran medida de una limpieza previa exhaustiva. Si quedan residuos, el gas podría no penetrar por completo en el dispositivo médico, dejando zonas sin esterilizar. Alfa et al. (1996) [1] demostraron que, aunque el EO es eficaz, su rendimiento está condicionado a la ausencia de residuos, lo que limita su uso a situaciones en las que se permite una contaminación residual mínima.
- Esterilización con VHP y HPP: de acuerdo con Prüfert-Freese (2020) [3], el VHP presenta importantes limitaciones para penetrar residuos complejos, como proteínas o biofilms, lo que reduce su eficacia en dispositivos con geometrías complicadas o residuos adherentes. De forma similar, Rutala et al. (2020) [2] observaron que la capacidad del VHP y el HPP para eliminar microorganismos es limitada en presencia de residuos orgánicos y/o con altas fuerzas iónicas. Además, las reacciones catalíticas del H₂O₂ con numerosos materiales metálicos, por ejemplo, pueden reducir la concentración del agente esterilizante a lo largo de recorridos de difusión más extensos [10].
RESULTADOS
Esterilización por VBTF en superficies con materia orgánica (capas de proteínas y tejidos animales)
La eficacia del proceso de esterilización por VBTF se evaluó inicialmente para determinar su nivel de aseguramiento de la esterilización (SAL) en superficies metálicas contaminadas con proteínas, que representa la posible persistencia de materia orgánica residual tras la limpieza. Esta evaluación se llevó a cabo conforme a la norma ISO 25424 [16], que describe los procedimientos de validación de la esterilización por VBTF. Para esta prueba, se utilizaron esporas de Geobacillus stearothermophilus ATCC 7953 como indicador biológico.
Evaluación de la capa de proteínas
Se seleccionó el programa de esterilización 60 °C. Se inocularon soportes metálicos con esporas de G. stearothermophilus y se recubrieron con cantidades variables de seroalbúmina bovina (BSA), un modelo de contaminación bien consolidado (Figura 1). La BSA, una de las principales proteínas presentes en el suero de la sangre, suele utilizarse como referencia debido a su naturaleza anfipática y a su firme adherencia a las superficies tras los procesos de lavado y desinfección, como describieron Sava et al. (2013) [11]. Esta proteína es particularmente adecuada para representar los residuos proteicos en la validación de la descontaminación, ya que simula los residuos que suelen observarse en los dispositivos médicos.
Figura 1. A. Placas metálicas (acero inoxidable 316L) empleadas para el ensayo y patrones de referencia para definir el área de inoculación de G. stearothermophilus ATCC 9753 en combinación con BSA [12]. La flecha naranja señala la zona de la inoculación de esporas con la proteína. B. Esporas purificadas de G. stearothermophilus (ATCC 7953) observadas bajo microscopio de contraste de fases (100X) [13]. Las flechas azules señalan la forma elipsoidal de las esporas. C. Estructura cristalina de la BSA obtenida mediante difracción de rayos X a 2,70 Å [14]. La flecha naranja señala los dominios hidrofóbicos de la proteína. Estas regiones, que quedan expuestas en presencia de detergentes, muestran un alto grado de afinidad por las superficies de los instrumentos quirúrgicos.
Para establecer un marco de evaluación estandarizado, se utilizaron los niveles de alerta e intervención descritos en la norma ISO 15883-5 [5] como puntos de referencia (Tabla 1). Estos límites definen la cantidad máxima permitida de residuos de proteínas en los dispositivos médicos después de la limpieza y antes de la esterilización. Las placas metálicas se distribuyeron en tres posiciones diferentes dentro de la cámara de esterilización: junto a la puerta de carga, junto a la puerta de descarga y en el centro de la cámara.
Los resultados, resumidos en la Tabla 2, confirman que el proceso con VBTF alcanzó un SAL de 10⁻⁶ incluso en presencia de residuos proteicos en las superficies metálicas, en cantidades superiores al límite de acción (≥ 6,4 µg/cm²). Esto demuestra la capacidad del VBTF para penetrar superficies contaminadas con proteínas, logrando la inactivación eficaz de las esporas de G. stearothermophilus, incluso en presencia de unas condiciones de contaminación desafiantes [12].
Tabla 2. Resultados microbiológicos obtenidos tras evaluar la eficacia microbicida de la esterilización por VBTF en presencia de materia orgánica con suciedad simulada (BSA) sobre placas metálicas.
| MUESTRAS DE SUPERFICIES | CICLOS DE ESTERILIZACIÓN | CARACTERÍSTICAS DE RESISTENCIA DE LAS ESPORAS | SUPERVIVENCIA DE LAS ESPORAS | SUCIEDAD DE PRUEBA | SAL 10-6 de conformidad con ISO 25424 | Limites del ensayo de proteínas de conformidad con ISO 15883-5 | |||||
| N.º de muestra | Programa de VBTF 60 °C | Valor DFA60°C
(min) |
FBIO FA60°C
(min) |
UFC/placa tras la recuperación | Incubación dilución en TSB | Identificación bacteriana | Materia orgánica (cantidad de BSA) en el soporte | ||||
| IB 1 | Ciclo 000153 | 16,5 | 84,91 | 0 | – | – | 37 µg / placa, 7,3 µg/cm2 | ˃ nivel de intervención ≥6,4 µg/cm2 | |||
| IB 2 | 0 | – | – | ||||||||
| IB 3 | 0 | – | – | ||||||||
| IB 4 | Sin tratar | 1,40 x105 | + | Geobacillus stearothermophilus | |||||||
| IB 5 | Ciclo 000153 | 84,38 | 0 | – | – | 17 µg / placa, 3,4 µg/cm2 | ˃ nivel de alerta
≥ 3 µg/cm2 |
||||
| IB 6 | 0 | – | – | ||||||||
| IB 7 | 0 | – | – | ||||||||
| IB 8 | Sin tratar | 1,30 x105 | + | Geobacillus stearothermophilus | |||||||
| IB 9 | Ciclo 000153 | 85,41 | 0 | – | – | 9 µg / placa, 1,8 µg/cm2 | ˂ nivel de alerta
≥ 3 µg/cm2 |
||||
| IB 10 | 0 | – | – | ||||||||
| IB 11 | 0 | – | |||||||||
| IB 12 | Sin tratar | 1,50 x105 | + | Geobacillus stearothermophilus | |||||||
Las placas metálicas se distribuyeron en tres posiciones distintas dentro de la cámara [junto a la puerta de carga, junto a la puerta de descarga, centro (C)]. Suciedad de prueba con seroalbúmina bovina (BSA). Nivel de aseguramiento de la esterilización: SAL 10⁻⁶. Indicador biológico: IB. Valor de reducción decimal: valor D. Formaldehído: FA. Factor de resistencia biológica: Fbio. Unidad formadora de colonias: UFC. Caldo de soja tripticaseína: TSB.
Evaluación en tejidos animales:
Tras los prometedores resultados obtenidos en superficies metálicas recubiertas con proteínas, se procedió a una segunda fase del estudio para evaluar la capacidad del VBTF para penetrar y esterilizar tejidos biológicos contaminados con esporas. Esta fase se llevó a cabo en colaboración con Aseptium Ltd., que proporcionó muestras de tejido cerebral de ratas inoculadas con esporas de G. stearothermophilus (Figura 2).
Figura 2. A. Corte histológico de tejido de mamífero con esporas (flechas rojas) visualizado al microscopio; adaptado de Yang et al., 2021
